áp dụng pp bảo toàn electron:
nx: khi hỗn hợp pư với dd axit sunfuric đặc nóng Fe sẽ nhường hết e có thể nhường và có hóa trị cao nhất là 3. trong hỗn hợp có 1 phần e được oxi nhận tạo thành oxit \(Fe_xO_y\). phần e còn lại do \(SO_4^{2-}\) nhận tạo thành khí \(SO_2\).
Fe → Fe3+ + 3e
O2 + 4e → 2O2-
4H+ + SO42- + 2e → SO2 + 2H2O
khối lượng của hỗn hợp : \(a=m_{Fe}+m_{Fe_xO_y}=\Sigma m_{Fe}+m_O\) (1)
tổng mol e nhường: \(\Sigma n_e=3.\Sigma n_{Fe}\)
tổng mol e nhận: \(4.n_{O_2}+2.n_{SO_2}\)
mà mol e nhường = mol e nhận ⇒ \(3\Sigma n_{Fe}=4n_{O_2}+2n_{SO_2}\) (2)
theo đề bài khối lượng muối là 60g ⇒ \(m_{Fe_2\left(SO_4\right)_3}=60g\Rightarrow n_{Fe_2\left(SO_4\right)_3}=0,15mol\)
\(\Rightarrow\Sigma n_{Fe}=2n_{Fe_2\left(SO_4\right)_3}=0,3mol\Rightarrow\Sigma m_{Fe}=16,8g\)
\(V_{SO_2}=2,24l\Rightarrow n_{SO_2}=0,1mol\)
(2) \(\Rightarrow4n_{O_2}=3\Sigma n_{Fe}-2n_{SO_2}=0,7mol\Rightarrow m_O=5,6g\)
(1) \(\Rightarrow a=16,8+5,6=22,4g\)